1、二十二 细胞的分化【基础全面练】共30分 一、选择题(共4题,每题 4分,共16分)1.在分生组织分化为叶肉 组织的过程中,不出现下列 中的()A.细胞形态改变 B.细胞核与细胞质的比值增大 C.形成叶绿体 D.细胞中蛋白质种类发生改变【解析】选B。细胞分化会导致细胞的形 态、结构和生理功能发生改变,A不符合 题意;分生组织分化为叶肉组织的过程中,细胞体积有所增大,因此细胞核与细胞质的 比值减小,B符合题意;分生组织细胞不含叶 绿体,但叶肉细胞含有叶绿体,因此分生组 织分化为叶肉组织的过程中,会形成叶绿体,C不符合题意;细胞分化的实质是基因的选择 性表达,因此细胞中蛋白质种类发生改变,D不 符
2、合题意。2.中国科学家倡导的以脐带血作储存的“生命银行”,是利用脐带血中的()A.红细胞 B.营养物质 C.遗传基因 D.干细胞【解析】选D。脐带血中的干细胞具有分裂、分化为特定细胞、组织、器官的能力,可用于干细胞移植。3.下列实例可以说明细胞具有全能性的是()A.皮肤被划破后,伤口重新愈合 B.壁虎受攻击断尾后重新长出尾部 C.造血干细胞增殖分化产生各种血细胞 D.胡萝卜组织块经离体培养产生完整植株【解析】选D。皮肤被划破后,伤口重新愈合属于细胞的分裂和分化,A不符合题意;壁虎受攻击断尾后重新长出尾部发生了细胞的增殖和分化,B不符合题意;造血干细胞增殖分化产生各种血细胞,并没有形成完整的个体
3、或其他各种细胞,不体现细胞的全能性,C不符合题意;胡萝卜组织块经过植物组织培养产生完整植株,体现植物细胞的全能性,D符合题意。4.人的胰岛素和胰岛素酶的主要成分都是蛋白质,但合成这两种蛋白质的细胞的功能却完全不同,其根本原因是()A.遗传信息不同 B.遗传信息的执行情况不同 C.组成蛋白质的氨基酸的种类、数量和排列顺序不同 D.细胞器的数量不同【解析】选B。合成胰岛素和胰岛素酶的两种基因都来自受精卵,其核遗传物质是相同的,之所以表现出不同的功能,是因为基因的选择性表达,即遗传信息的执行情况不同。二、非选择题(共14分)5.科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整
4、的新植株(如图所示),分析回答:(1)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是 通过_分裂来完成的。(2)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和 植株的过程中,形态、结构和生理功能逐渐向 不同的方向发生了变化,这种现象叫做细胞的_。(3)本实验说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力,也就是说,_。(4)大量的科学实验证明,高度分化的动物细胞,它的_仍然保持着全能性,这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的全套_。【解析】(1)体细胞增殖是通过有丝分裂来完成的。(2)细胞的形态、结构、生理功能发生差异是细胞分化。(3)本实验说明高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力,也就是说,植物细胞具有全能
5、性。(4)体细胞克隆动物说明高度分化的动物细胞,它的细胞核仍然保持着全能性,这是因为它含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传信息。答案:(1)有丝(2)分化(3)植物细胞具有全能性(4)细胞核 遗传信息【综合突破练】共50分 一、选择题(共5题,每题7分,共35分)6.动物和人体内具有分裂和分化能力的细胞称为干细胞。下列对图示的相关叙述中,错误的是()A.a过程表示干细胞能自我更新 B.b、c过程表示干细胞具有分化能力 C.a、b、c过程中细胞的遗传信息表达情况不同 D.b过程形成的细胞直接组成器官,可供器官移植使用 【解析】选D。干细胞可以通过分裂进行更新,也可以分化成其他功能不同的细胞,由
6、题图可知,a过程是细胞分裂,b、c过程是细胞分化,由该过程形成的具有一定结构和功能的细胞有机地结合在一起形成组织,由多种组织结合才能形成具有一定功能的器官,故D错误。【补偿训练】造血干细胞可以增殖产生新的造血干细胞,也可以分化为红细胞、白细胞、血小板等多种血细胞。下列相关叙述错误的是 ()A.各种血细胞形成的实质是基因的选择性表达 B.成熟红细胞内可以合成血红蛋白 C.这些细胞内的蛋白质不完全相同 D.在这些细胞中,抑制DNA复制对造血干细胞影响最大【解析】选B。各种血细胞形成的实质是基因的选择性表达,A正确;成熟红细胞无核糖体,不可以合成血红蛋白,B错误;这些细胞已经发生了细胞分化,蛋白质不
7、完全相同,C正确;在这些细胞中,抑制DNA复制对造血干细胞(分裂能力最强)影响最大,D正确。7.表中的数据是人体部分器官或细胞中所表达基因的估计数目,有关叙述不正确的是()A.人体各器官表达的基因数目有差异是细胞内遗传信息执行情况不同导致的 B.血细胞所表达的基因数目最多,说明其遗传物质相对含量较高 C.人体各器官基因表达数目有差异,说明细胞中蛋白质有差异 D.不同功能的细胞表达的基因不相同,这是与细胞具有不同功能相适应的 器官或细胞眼唾液腺皮肤甲状腺血细胞心脏所表达基因 的估计数目1 9321863 0432 38123 5059 400【解析】选B。人体不同部位的器官,因其功能不同,所需要
8、的蛋白质有差异,这也体现了不同细胞中遗传信息执行情况不同的特点,A正确;就同一个体来说,一般所有细胞的遗传物质是相同的,B错误;人体各器官基因表达有差异,基因指导蛋白质的合成,细胞中的蛋白质也有差异,C正确;不同功能的细胞基因表达不同,和其细胞具有不同的功能相适应,使细胞功能趋于专门化,D正确。8.(不定项)中科院动物研究所研究团队发现,STING基因在胎鼠脑中特异性敲除后,会导致小鼠脑神经元干细胞增殖增加、分化减少,神经细胞形态紊乱,出现类似自闭的行为特征。有关分析不正确的是()A.STING基因影响脑功能 B.STING基因影响神经干细胞的增殖和分化 C.STING基因只能在神经元中表达
9、D.神经干细胞分化的实质是基因的选择性表达【解析】选C。STING基因在胎鼠脑中特异性敲除后,会导致神经细胞形态紊乱,出现类似自闭的行为特征,可知STING基因影响脑功能,A正确;STING基因在胎鼠脑中特异性敲除后,会导致小鼠脑神经元干细胞增殖增加、分化减少,可知STING基因影响神经干细胞的增殖和分化,B正确;STING基因影响细胞的增殖和分化,可知STING基因可以在分裂和分化的细胞内中表达,C错误;细胞分化的实质是基因的选择性表达,D正确。9.(不定项)如图表示人体(23对染色体)内红细胞的发育、分化过程,其中过程中会出现核糖体丢失现象,分析下列相关叙述正确的是()A.过程存在基因的选
10、择性表达,也存在细胞的增殖 B.过程中部分细胞会同时含92条染色体、92条染色单体、92个DNA分子 C.过程中细胞核消失,形成的细胞仍能合成蛋白质 D.过程中形成的红细胞与其他细胞一样能进行有丝分裂【解析】选A、C。干细胞通过分裂和分化形成有核红细胞,因此过程存在基因的选择性表达,也存在细胞的增殖,A正确;为细胞增殖过程,方式为有丝分裂,在有丝分裂后期细胞中染色体数加倍,但该时期姐妹染色单体消失,不会同时存在加倍的染色体和染色单体,B错误;过程中细胞核消失,形成的细胞含有核糖体,仍能合成蛋白质,C正确;过程中形成的红细胞已经没有细胞核和细胞器,不能再增殖,D错误。【方法规律】判断细胞发生分化
11、的技巧(1)细胞形态的改变:如肌细胞的梭形、红细胞的圆饼状、神经细胞的突起状等。(2)细胞结构的变化:形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。(3)细胞功能的特化:运动功能、运输功能、储存功能、反射功能、免疫功能等。(4)特殊分子的合成:如合成了唾液淀粉酶、抗体、胰岛素、血红蛋白、肌动蛋白等。【补偿训练】2012年诺贝尔生理学或医学奖授予了在细胞核重编程研究领域作出杰出贡献的英国和日本的两位生物学家。所谓“细胞核重编程”即将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态,它们就有再分化形成多种类型细胞的可能,可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是()A.细胞核重编程与细胞内基因的选择性表
12、达密切相关 B.该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来了希望 C.“动物细胞的分化是一个不可逆的过程”将可能被改写 D.他们的实验验证了动物细胞的全能性【解析】选D。细胞核重编程即将成熟的体细胞诱导回干细胞状态,与细胞内基因的选择性表达有关,A正确;运用该研究可将成熟的体细胞诱导为干细胞,从而克隆出相应的器官,B正确;在人为条件下,可以将人类高度分化的成熟体细胞转变为分化程度低的干细胞,说明动物细胞的分化可能会发生逆转,C正确;该实验中科学家并未将成熟的动物细胞克隆成一个完整个体,故不能验证动物细胞的全能性,D错误。10.(不定项)据美国全国广播公司报道,奥地利科学家已经使用干细胞在实
13、验室培育出微型人脑。科研人员选取人类胚胎干细胞或成人皮肤细胞,将其培育成神经外胚层,再放入特制的凝胶中,引导组织进一步生长。这个豌豆大小的组织已达到9周胎儿大脑的发育水平,但尚不能独立思考。下列相关叙述正确的是()A.由成人皮肤细胞培育成微型人脑,体现了动物细胞的全能性 B.培育出微型人脑的过程中,发生了细胞分裂和细胞分化过程 C.由成人皮肤细胞培育成微型人脑,细胞核中的DNA不变 D.该培育过程细胞中的蛋白质的种类和细胞器数量不变【解析】选B、C。由成人皮肤细胞培育成微型人脑,但没有形成完整个体或其他各种细胞,因此不能体现动物细胞的全能性,A错误;由胚胎干细胞或成人皮肤细胞培育出微型人脑的过
14、程中,发生了细胞分裂和细胞分化过程,B正确;由成人皮肤细胞培育成微型人脑,经历了细胞分裂和分化,细胞核中的遗传物质DNA不变,C正确;细胞分化的实质是基因的选择性表达,细胞中的蛋白质的种类和细胞器的数量发生改变,D错误。二、非选择题(共15分)11.如图是人体皮肤细胞重新编程为多功能干细胞的示意图。请据图回答以下问题:(1)上述实验得到的多功能干细胞与提供实验材料的人表皮细胞的基因组成_(填“相同”或“不同”)。神经细胞和肌肉细胞内_(填“DNA”或“蛋白质种类”)不同。(2)过 程 的 主 要 增 殖 方 式 是 _,其 重 要 意 义 是 亲 代 细 胞 的_之后,平均分配到两个子细胞中,
15、从而保持遗传性状的稳定。(3)过程称为_,其实质是_。(4)甲状腺细胞吸收碘的方式是_。【解析】(1)由于人的表皮细胞内导入了4个不同作用的关键基因,所以实验获得的多功能干细胞的基因组成与未导入基因的人表皮细胞的基因组成不同。神经细胞和肌肉细胞是细胞分化的结果,细胞分化导致不同体细胞内蛋白质种类有差异。(2)多功能干细胞形成细胞群体是通过有丝分裂完成的,其重要意义是亲代细胞染色体的复制和平均分配,从而保持遗传性状的稳定。(3)图中过程表示细胞分化,其实质是基因的选择性表达。(4)甲状腺细胞通过主动运输实现对碘的吸收。答案:(1)不同 蛋白质种类(2)有丝分裂 染色体复制(3)细胞分化 基因的选
16、择性表达(4)主动运输【应用创新练】共20分 12.如图表示人体内部分结缔组织细胞(成纤维细胞、红细胞、单核细胞等)的形成过程。其中,成纤维细胞的形成过程未经人为调控。A细胞到单核细胞、红细胞的几种途径中部分属于人为调控过程。PU、GATA为两种蛋白质,是细胞内的调控因子,请据图回答有关问题:(1)图中人体内部分结缔组织细胞形 成的过程中,在_上发 生稳定性差异,该过程叫做细胞分化。(2)在图中所示成纤维细胞的增殖过 程中,与植物细胞有丝分裂差异的 主要体现时期是_。(3)在过程和中,伴随蛋白质合成的过程有_(填数字),发生过程的原因是_。(4)图中A、B、C、D四类细胞,分化能力最接近胚胎干
17、细胞的是_。(5)若要使血红细胞前体直接转变成单核细胞,说出一种可行的人为调控措施 _。【解析】(1)图中人体内部分结缔组织细胞形成的过程中,会发生细胞分化,会在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异。(2)在图中所示成纤维细胞的增殖过程即有丝分裂中,与植物细胞有丝分裂差异主要体现在前期纺锤体的形成方式不同和末期细胞质的分裂方式不同。(3)在过程和中均伴随蛋白质合成,发生过程的实质是基因的选择性表达。(4)图中A、B、C、D四类细胞,A的分化程度最低,其分化能力最接近胚胎干细胞。(5)由图信息可知,PUGATA时,有利于单核细胞的形成;PUGATA时,有利于红细胞的形成,故推测要使血红细胞前体直接转变为单核细胞,可以增加PU的量或减少GATA的量。答案:(1)形态、结构和生理功能(2)前期和末期(3)和 基因的选择性表达(不同细胞中遗传信息的执行情况不同)(4)A细胞(5)降低GATA的浓度或增加PU的浓度